Дослідження процесу утворення оксидних скломатеріалів за золь-гель технологією

Кіріченко Я.Ю., керівник доц. Карасик Т.Л.

Національна металургійна академія України

Одним із перспективних напрямків в керамічному та скляному виробництві, а також в технології виготовлення різноманітних композиційних матеріалів є використання золь-гель процесів.

Основою золь-гель процесу є перехід дисперсної системи із рідкого колоїдного стану в твердий і включає декілька стадій: приготування золей, конденсація в гель (золь-гель перехід), старіння, сушіння, спікання. Основою золь-гель процесу є метод гідролізу солей і їх наступної конденсації, що визначає структуру, властивості та чистоту кінцевих продуктів.

В роботі досліджено процеси утворення за золь-гель технологією оксидних стекол, які містять в якості склоутворювачів оксиди фосфору та бору. Для отримання золей використовували насичені водні розчини солей літію, натрію та калію, борної кислоти та фосфорну кислоту щільністю 1,69 г/см³. Після зливання розрахованої кількості розчинів їх витримували в атмосферних умовах для старіння, потім сушили при температурі 110-120⁰С , а далі випалювали 20 хвилин при 850-900⁰С. ^. Були отримані тверді композиції різного стану – від прозорого скляного до кристалічного білого. Не вдалося отримати твердий матеріал лише із гелю на основі розчинів KNO₃ та H₃PO₄, який залишився в’язким навіть після випалу.

Деякі прозорі гелі в стадії загущення (до сушки) наносили на металеві пластинки з метою отримання захисного покриття. Після сушки на пластинках утворилась тонка склоподібна плівка, але добру адгезію після випалу показав гель, утворений із розчину Na₂CO₃ та H₃PO₄. Слід відзначити, що при випалі всі покриття спучувались, що може бути пов’язано із залишками води в гелі.

Таким чином можемо зробити висновок про можливість утворення борофосфатних стекол за золь-гель технологією із насичених водних розчинів відповідних солей.